110 年 · 建築師 · 建築結構第 35 題 · 單選 · 1.5 分

下圖的結構中,關於支承 A、B 點之反力的敘述何者錯誤? 60°

110 年建築師建築結構第 35 題附圖
附圖 · 取自考選部原卷
  1. AAx = 300 N
  2. BAy = 100 N正解 ✓
  3. CBx = 220 N
  4. DBy = 220 N

官方答案 B

出處:110 年專門職業及技術人員高等考試建築師考試「建築結構」乙段測驗第 35 題(場次代碼 110180,全卷 40 題)。答案以考選部公布為準,本站不修改官方答案。

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本題考點

三鉸構架的支承反力求解——先辨認無外載重的 CB 構件為二力構件,確定 B 點反力的作用線,再以整體對 A 點取力矩與水平、垂直力平衡求出四個反力分量。

正解理由

依題圖所示,A、B 兩點為鉸支承,C 點為內鉸;斜桿 AC 長 1.5 m、與水平夾 60°,承受垂直於桿件、指向右下的均布載重 400 N/m;CB 段由 C 點水平向右 1 m 再垂直向下 1 m 到 B。CB 段上沒有任何外力,兩端又都是鉸,屬於二力構件,B 點反力必沿 B、C 兩點連線作用;B 相對 C 向右 1 m、向下 1 m,水平距離與垂直距離相等,所以 B 點反力的水平分量與垂直分量大小相等。均布載重合力 W = 400 N/m × 1.5 m = 600 N,作用在 AC 中點、方向垂直於 AC,它對 A 點的力臂就是 1.5 m / 2;

再以整體對 A 點取力矩求出 B 點反力,回代水平、垂直力平衡得 Ax ≈ 300 N(向左)、Ay ≈ 80.38 N(向上)、Bx ≈ 219.62 N(向左)、By ≈ 219.62 N(向上)。四個敘述中只有 Ay = 100 N 與計算結果不符,題目問「何者錯誤」,故選 B。

逐項排除

  1. (A)

    正確。由水平力平衡,A 點須提供載重水平分量 519.6 N 扣除 B 點水平反力 219.62 N 後的差額,Ax = 299.98 N,大小約為 300 N,方向向左,與選項敘述相符。

  2. (B)

    錯誤,為本題答案。垂直方向只有載重垂直分量 300 N 向下,由 A、B 兩點分擔;B 點已分擔 By = 219.62 N,A 點只剩 300 N − 219.62 N = 80.38 N(向上)。選項寫的 100 N 大於正確值,數值不符;要改成正確敘述,應為 Ay ≈ 80.38 N。

  3. (C)

    正確。由整體對 A 點取力矩,B 點反力分量 t = 450 N·m / 2.049 m = 219.62 N,Bx 大小約 220 N、方向向左,與選項敘述相符。

  4. (D)

    正確。CB 為二力構件且 B 到 C 的水平距離與垂直距離同為 1 m,反力作用線的水平、垂直投影相等,故 By 與 Bx 大小相同,By = 219.62 N、約 220 N、方向向上,與選項敘述相符。

演算步驟

  1. ① 均布載重合力:W = q × L = 400 N/m × 1.5 m = 600 N,作用於 AC 中點,方向垂直 AC 指向右下。
  2. ② 合力分量(sin 60° ≈ 0.866 用於求水平分量,cos 60° = 0.5 用於求垂直分量):Wx = 600 N × 0.866 = 519.6 N(向右);Wy = 600 N × 0.5 = 300 N(向下)。
  3. ③ 合力對 A 點力矩:W 垂直於 AC,力臂為中點到 A 的距離 1.5 m / 2,M_W = 600 N × 1.5 m / 2 = 450 N·m(順時針)。
  4. ④ 幾何:C 點水平座標 1.5 m × 0.5 = 0.75 m,高度 1.5 m × 0.866 = 1.299 m;B 點水平座標 0.75 m + 1 m = 1.75 m,高度 1.299 m − 1 m = 0.299 m。
  5. ⑤ B 點反力:設 Bx 向左、By 向上,大小同為 t。對 A 點取力矩,By 產生逆時針力矩 t × 1.75 m,向左的 Bx 作用在 A 點上方 0.299 m 處,也產生逆時針力矩 t × 0.299 m,合計力臂 1.75 m + 0.299 m = 2.049 m。ΣM_A = 0:t × 2.049 m = 450 N·m,t = 450 N·m / 2.049 m = 219.62 N。故 Bx = 219.62 N(向左)、By = 219.62 N(向上)。
  6. ⑥ 水平力平衡 ΣFx = 0:Ax = 519.6 N − 219.62 N = 299.98 N(向左)。
  7. ⑦ 垂直力平衡 ΣFy = 0:Ay = 300 N − 219.62 N = 80.38 N(向上)。

記憶點

三鉸構架先找「無載重、兩端為鉸」的二力構件定出反力方向,再對另一支承取力矩一步求解,最後用兩條力平衡式回代。

內容更新 2026-10-12 · 詳解為 AI 生成並經程式關卡與覆核,僅供國考複習,不構成建築設計、結構設計、施工或法規諮詢建議 · 回報錯誤

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